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龙图腾网恭喜山东大学申请的专利一种带臂的变构型四足机器人质心估计与补偿方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119839889B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510336077.4，技术领域涉及：B25J13/00；该发明授权一种带臂的变构型四足机器人质心估计与补偿方法及系统是由荣学文;路广林;陈腾;马昕;吴疆;周乐来;李贻斌设计研发完成，并于2025-03-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种带臂的变构型四足机器人质心估计与补偿方法及系统在说明书摘要公布了：本公开提供了一种带臂的变构型四足机器人质心估计与补偿方法及系统，涉及四足机器人运动规划技术领域，包括：获取可变构型四足机器人在运动过程中的状态反馈信息；基于状态反馈信息，通过可变构型四足机器人的全身动力学模型和基于广义动量的扰动力观测器，计算支撑腿的足端接触力；依据支撑腿的足端接触力，采用在线递归策略的质心估计算法，估计受到未知扰动后的质心偏移值；根据估计的质心偏移值，对运动轨迹规划器和质心动力学模型进行调整，基于调整后的结果，通过零空间的全身控制器进行质心偏差的补偿，得到最优的关节扭矩，进行实时的伺服控制；本发明实现四足机器人在双臂移动、腿部构型变化和未知载荷等内力或外力扰动下的平稳控制。

本发明授权一种带臂的变构型四足机器人质心估计与补偿方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种带臂的变构型四足机器人质心估计与补偿方法，其特征在于，包括： 获取可变构型四足机器人在运动过程中的状态反馈信息； 基于状态反馈信息，通过可变构型四足机器人的全身动力学模型和基于广义动量的扰动力观测器，计算支撑腿的足端接触力； 依据支撑腿的足端接触力，采用在线递归策略的质心估计算法，估计受到未知扰动后的质心偏移值； 所述计算支撑腿的足端接触力，具体为： 根据全身动力学模型和状态反馈信息，计算得到机器人运动过程中受到地面的扰动扭矩； 根据机器人状态反馈信息，建立带有机械臂的可变构型四足机器人的全身动力学模型： 其中，是惯性矩阵，是科里奥利力和离心力、是重力项，表示机器人关节扭矩，是对应的腿部关节电机扭矩，是机械臂对应的关节电机扭矩，是躯干对应的扭矩；q表示机器人躯干位姿、腿部关节角和机械臂关节角；和分别为对应的角速度和角加速度；表示对应的躯干、腿和机械臂的雅可比矩阵；f表示足端与地面的接触力； 根据机器人全身动力学模型和状态反馈信息，计算得到当机器人运动过程中受到地面的扰动扭矩为： 其中，为浮动基座的选择矩阵，和分别为对应躯干位姿与腿臂关节的角速度和角加速度； 利用扰动力观测器，对扰动扭矩进行离散化； 基于离散后的扰动扭矩，通过机器人腿部雅克比矩阵和关节扭矩的关系，计算得到支撑腿的足端接触力； 根据估计的质心偏移值，对运动轨迹规划器和质心动力学模型进行调整，基于调整后的结果，通过零空间的全身控制器进行质心偏差的补偿，得到最优的关节扭矩，进行实时的伺服控制； 所述得到最优的关节扭矩，具体为： 将质心偏移值补偿到运动轨迹规划器中，对支撑相和摆动相的足端轨迹进行质心偏差补偿； 根据用户输入的机器人期望速度和估计出来的质心偏移值规划机器人支撑相与摆动相的足端轨迹，实现对于足端轨迹的质心偏差补偿；对规划的足端轨迹进行调整，将质心偏移引入到运动规划器中进行补偿，用公式表示为： 其中， 其中，表示第j个腿足端的期望足端轨迹；为第k个时间步的躯干中心位置在世界坐标系{W}位置，表示机器人躯干相对于世界坐标系{W}的旋转矩阵，为第j个摆动腿髋关节相对于躯干坐标系{B}的位置；因此，是相对于世界坐标系{W}的第j个腿髋关节位置；和表示机器人躯干的反馈速度与期望速度，表示躯干期望的姿态角速度，表示支撑相的持续时间，表示机器人躯干的站立高度； 根据运动轨迹规划器的状态反馈，对机器人的动力学模型进行补偿，根据机器人的状态空间方程，解算出在运动过程中的足端最优接触力； 将质心偏移值补偿到躯干质心动力学模型中，实现动力学模型的偏移补偿，保证机器人在运动过程中的稳定性，用公式表示为： 其中，m为机器人的身体质量，c为肢体与地面接触个数；、、分别表示机器人的躯干位置、肢体接触力和重力加速度；是第i个接触点的位置，是机器人的CoM的偏移量，两者都相对于躯干坐标系的原点；表示世界坐标系下机器人的惯性张量，ω表示世界坐标系中躯干的角速度；利用基于零空间的全身控制器，求解出满足机器人躯干质心任务、躯干姿态任务、摆动腿轨迹任务、多肢体作业任务的期望加速度和角速度，并将其与足端最优接触力结合，构建凸优化函数，计算出肢体最优的交互力，最终转化为关节扭矩； 其中，所述在线递归策略的质心估计算法，利用前后、左右支撑腿的足端接触力差异，估算在水平面内质心偏移的方向，在质心偏移的方向上引入滑动窗口，采用逐个窗口叠加滑动的方式逐步辨识偏移量，最终得到质心在水平面的偏移估计值。

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